25.08.2019 г. Главная arrow Учебные пособия arrow нефть и газы СССР arrow Применение газов в народном хозяйстве
         
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Ленты новостей
Карта сайта
Фото камней
Гостевая
Общая информация
о камнях
походы и сплавы
Кристаллография
Сейсмика
Учебные пособия
Классификации
ювелирная
Словарь Куликова
Популярно о камнях
Камень в природе
Мертвая природа
История камня
Технические
Диковинки
Люди и камни
Тяжелое серебро
Минералог-любитель
Легенды и мифы
Об алмазах
Камни-талисманы
Полезные ископаемые
Нефть
Геология
 
 
Краткие новости
Применение газов в народном хозяйстве Печать E-mail
Автор Administrator   
04.02.2011 г.

Широкое применение газов в народном хозяйстве является следствием химического состава их. Применимость различных промышленных газов далеко не одинакова и колеблется не только по видам их, но даже и по отдельным месторождениям природных и источникам получения искусственных газов.
Основной составной частью природных газов является, метан (СН4) - один из углеводородных газов, бесцветный, не имеющий запаха, хорошо горящий. Присутствием его в составе природных газов объясняется широкое использование их в качестве высококалорийного топлива и сырья для химии органического синтеза.

Кроме метана, в состав природных газов входят этан (С2Н0), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10), пентан (С6Н12), составляющие горючую часть, а также углекислый газ (СО2). сероводород (H2S), азот (Nj) и в еще меньших количествах инертные газы: аргон (Аг), гелий (Не), криптон (Кг), ксенон (Хе) и др.
Рудничный или шахтный газ, как разновидность природного газа, образуется путем преобразования или метаморфизма каменного и бурого угля в недрах земной коры под воздействием пластового давления, температуры, радиоактивных облучений и ряда других естественных факторов. В химическом отношении этот газ характеризуется содержанием почти чистого метана (80 - 90°и и больше). Кроме того, в весьма малых количествах в рудничных газах присутствуют азот, неон, аргон, имеются следы этана, пропана и др. Запасы этого газа очень велики. Достаточно сказать, что в 13 шахтах Донецкого бассейна (при средней глубине их до 220 м) каждые сутки выделяется около 0,5 млн. мл метана. По мере углубления шахт количество его растет. Шахтные вентиляторы Карагандинского угольного бассейна ежедневно выбрасывают в атмосферу сотни тысяч кубических метров метана. Содержание метана в шахтах Воркуты достигает 70 мл на 1 т добытого угля.
В зависимости от состава горючей части резко различается теплотворная способность природных газов. Она колеблется от 5000 до 15000, чаще от 6500 до 9000 ккал/мл, а по наиболее известным районам добычи природных газов выражается так:
Нефтяной попутный газ, добываемый вместе с нефтью, характеризуется теплотворностью от 9000 до 11000 ккал/мл и больше. Таковы, например, газы нефтепромыслов: Зольненского Куйбышевской области, Ромашкинского Татарской АССР, Туймазинского Башкирской АССР, грозненских. Один кубометр шахтного метана при сгорании выделяет 8500 кал тепла.
По теплотворной способности природные газы стоят подчас на одном уровне с нефтепродуктами (мазут 9500-10 850 ккал, керосин 10500-11 000. бензин 10500-11 250) и выше каждого из видов твердого топлива (антрацит 6500-7500, кокс 6700-7500, полукокс 6000-7500, каменный уголь 5000-7200-8000, бурый уголь 1500-4500, горючие сланцы 1750-3600, торф 2500-3500).
Газы, получаемые при переработке сырой нефти на нефтехимических заводах, или крекинг-газы, сложны по своему химическому составу. Однако степень использования этих элементов непостоянна и зависит от способа переработки нефти. Чаще газы нефтепереработки содержат: метана до 40%, этана 9-18, этилена 4-23, пропана 4-14, пропилена 7-15, бутилена 6-10, водорода 6-12, бутана 2-8%. Низшая теплотворная способность крекинг-газов порядка 11 200 ккал/м3. От способа же переработки или крекинга нефти зависит и размер получения (выхода) газа: он колеблется от 40 кг условного топлива на 1 т перерабатываемой нефти при легком крекинге до 200 кг - при термическом крекинге легкой нефти, и даже до 250 кг - при парофазном крекинге.
Источником получения крекинг-газов является каждый нефтеперерабатывающий завод Советского Союза, если он имеет крекинг-установки.
Все другие искусственные газы по основным качественным показателям уступают природным В составе искусственных газов метан (СН) представлен в малой мере и возмещается окисью углерода (СО), углекислым газом (СО.,), азотом (N,) и другими составными.
Меньшей долей горючей части состава, то есть СО, Н2 и СН4, сравнительно с природными и крекинг-газами объясняется относительно низкая теплотворность искусственных газов. Этим, а также относительно высокой стоимостью производства искусственных газов объясняется более ограниченное применение их в народном хозяйстве Советского Союза.
При разнообразии химического состава природные и искусственные газы находят различное применение в народном хозяйстве: применяются они в качестве топлива и сырья для химической промышленности.
Достоинствами природных газов, как топлива, являются рассмотренная выше высокая теплотворность их, а также исключительная дешевизна, или иначе низкая себестоимость добычи, транспортировки и потребления их.
Дешевизна газового топлива особенно отчетливо вырисовывается при сравнении его с каменным углем и нефтью. При добыче топлива выработка на одного рабочего (в тоннах условного топлива) за 1955 г. составляла: Другими словами, один рабочий за единицу времени добывает природного газа больше, чем нефти, в 2,8 раза, а сравнительно с углем в 12,3 раза. Стоимость добычи газа в среднем по СССР за 1 т условного топлива во много раз ниже стоимости добычи угля, торфа, сланцев и нефти, взятых в отдельности. Преимущества природного газа настолько значительны, что на месте потребления он оказывается наиболее дешевым топливом. Так, в Москве, как крупном потребителе всякого топлива, несмотря на то что природный газ добывается очень далеко (840-1300 км) от нее, он является самым выгодным топливом. Таким образом, в Москве природный газ дешевле торфа в 1,5 раза, донецкого угля - в 1,7 раза, подмосковного угля - почти в 2,1 раза. Для того чтобы вскипятить один литр воды, надо израсходовать газа на 0,9 коп., керосина - на 6 коп., а дров - на 10 коп.
Природный газ как топливо идет на смену углю, торфу, сланцам, даже нефтепродуктам, и тем более дровам. Он нашел в Советском Союзе широкое применение для газификации городов и поселков, в отдельных местах - и сельских населенных пунктов, в быту населения, в различных отраслях промышленности, на транспорте.
В настоящее время в Советском Союзе газ получают более 150 городов и 200 рабочих поселков. В текущем периоде газифицируются еще 200 городских населенных пунктов с числом жителей до 40 млн. В 1965 г. намечается удовлетворить бытовые потребности газом до 45 млн. человек, газом можно будет снабдить не менее 400-500 городов и других населенных пунктов. Уже и теперь в ряде крупных городов число газифицированных квартир исчисляется десятками и сотнями тысяч; так, в Москве газ получают больше 520 тыс. квартир, в Ленинграде - около 260, в Киеве - около 100, во Львове - 72, в Сталинграде - около 17, в Саратове - больше 25 тыс. и т. п.
Возможности еще большего потребления газа населением расширяются в связи с применением жидкого газа - смеси пропана и бутана. Такой газ перевозится железнодорожными и автомобильными цистернами на газораспределительные станции, откуда уже в баллонах поступает к потребителям; баллона на одну квартиру хватает в течение 3 месяцев. Такой способ газоснабжения создает большие удобства для населения, к тому же он исключает большие расходы на сооружение и содержание газопроводов и газгольдеров, но требует применения специального транспорта. Так снабжаются газом Подмосковье, Иваново, Ярославль. Одесса, Херсон, Станислав, Каменец-Подольск, Умань, Кишинев, Хабаровск и еще до полсотни городов; в 1956г. получили жидкий газ около 87 тыс. квартир, из них 54 тыс. на Украине и 33 тыс. в других районах Европейской части страны.
Все более увеличивается потребление газового топлива в энергетике, в промышленности. Переводятся на газ вместо угля районные электростанции. В частности, переведены на сжигание газа тепловые электростанции Приднепровская, Днепродзержинска, Луганская, Сталинградская, Саратовская, все электростанции Харьковской и Краснодарской энергетических систем, большинство станций Киевского района; переводятся на газ тепловые электростанции Одессы, Николаева, Ростова-на-Дону, Грозного, Куйбышева и других городов. Этим самым оздоровляется воздух над городами, создается огромная экономия в угле и мазуте. Достаточно сказать, что 15 тепловых электростанций Юга Европейской части страны, переведенных на газ, в 1956 г. освободили больше 460 тыс. т донецкого угля и столько же топочного мазута, а в 1957 г. все станции Юга сэкономили стране до 4,4 млн. т угля и около 1 млн. т мазута.
Применение газов в качестве топлива на электростанциях Советского Союза быстро растет. В 1957 г. всеми электростанциями потреблено более 30% добытого в стране газа; электроэнергетическое хозяйство является крупнейшим потребителем газов в числе других отраслей промышленности.
Наиболее доступным топливом для заводов черной металлургии являются их же доменные газы, для коксохимических комбинатов - коксовые газы.
В 1956 г. на Сталинградском металлургическом заводе «Красный Октябрь» впервые в СССР одна из мартеновских печей была переведена на газовое топливо. Теперь же на газе работают все мартены и 85 нагревательных и термических печей этого завода.
В 1958 г. на природный газ уже переведены этот завод и мартеновский цех Сталинградского тракторного завода. Этим обеспечивается повышение качества стали, так как в газе содержится в несколько раз меньше, чем в угле, серы и влаги, крайне нежелательных в металлургии; этим же сберегаются большие количества привозных угля, кокса и мазута, повышается производительность мартеновских печей до 10%. Только за счет повышенной производительности действующие мартены могут дать металл для выпуска десятков тысяч тракторов.
На газ переведены вельские, новороссийские, Себряковский (Сталинградской области) и другие цементные заводы, причем производительность их возросла на 10-12%, а потребность в рабочей силе значительно сократилась. В сталинградском промышленном узле используют газ заводы железобетонных конструкций, медицинского оборудования, маргариновый, ликеро-водочный, хлебозаводы, мясокомбинат и другие предприятия.
На Пензенском заводе химического машиностроения успешно применяется автоматическая газовая резка металла, изготовляются десятки деталей машин, причем стоимость их резко снизилась, за год сэкономлено до 150 т металла, уходившего раньше в стружку.
В Ферганской долине газ применяется для сушки хлопка-сырца.
Тепличные хозяйства Киева и Ленинского района Московской области используют газ не только в котельных, но и применяют его для обогрева растений, для обеспечения их углекислым газом и влагой, в результате этого - повышение урожайности овощей почти на 50% и ускорение созревания их.
В Грозненском районе газифицированы животноводческие фермы, тепличный комбинат, ветеринарная лечебница, кормовые кухни.
В районах добычи газов, в частности на Северном Кавказе, газ широко применяется в качестве горючего на автомобильном транспорте. Продолжительность работы двигателя при этом увеличивается в два раза. На Северном Кавказе маневровые паровозы тоже переводятся на ставропольский газ.
Все эти примеры достаточно наглядно говорят о значительной широте и экономичности применения газового топлива. Такое применение будет еще больше развиваться вместе с ростом добычи природных газов, с усовершенствованием средств потребления газового топлива.
Однако они не говорят о достаточном использовании газов. Наоборот, природные газы занимают еще небольшое место в топливном балансе Советского Союза и в этом отношении наша страна уступает другим странам.
Но по мере развития газового хозяйства значение природных и искусственных газов будет все время расти и соответственно этому будет снижаться роль угля, торфа, сланца, дров в топливном балансе Советского Союза. В ряде районов, особенно в Сибири, на Дальнем Востоке, в Эстонской ССР и других, где нет своих газовых месторождений, будут производиться искусственные газы из углей, нефти, сланцев. В другие районы, например на Северо-Запад РСФСР, в Белоруссию, Прибалтику, природный газ будет поступать из газоизбыточных районов по газопроводам или же в цистернах (сжиженный газ); в 1965 г. удельный вес газа в топливном балансе Северо-Запада РСФСР составит 25,2%, а в Белоруссии и Прибалтике - 18,0%.
Экономические районы Центра РСФСР повысят удельный вес газов в топливном балансе с 6,8% в 1958 г. до 26,5% в 1965 г., Поволжье, соответственно, с 24,5 до 36,8, Северный Кавказ - с 12,5 до 27,1, Закавказье - с 36,8 до 61, районы Среднего и Южного Урала - с 0,8 до 28%.
Коксовый газ, обладающий высокой калорийностью, может быть успешно применен и применяется в качестве топлива для энергетических целей в котельном хозяйстве, для отопления коксовых батарей, для мартеновских цехов, для нагревательных печей в прокатных цехах. Он используется также, заменяя твердое топливо, в стекольном, цементном, керамическом и других производствах и, наконец, для бытового потребления. Коксовый газ может транспортироваться по газопроводам на значительные расстояния без больших потерь. Поэтому район потребления его может не ограничиваться только территорией, прилегающей к коксохимическим предприятиям. Однако коксовые газы далеко не полно используются в качестве топлива. При коксовании 1 т сухого угля выделяется обычно - 300-320 коксового газа. В 1955 г. из 15 млрд. м3 этого газа потеряно около 4%, в химическую промышленность направлено только 5,3%, а остальное количество использовано в качестве топлива. В Западной Германии структура потребления коксового газа иная: в 1953 г. в химической промышленности было использовано 12,9%, в качестве топлива в промышленности и в быту - 81,1 %, на прочие пели, в том числе на экспорт в Германскую Демократическую Республику и другие страны, - 6%.
Доменный, или колошниковый, газ после очистки от колошниковой пыли является топливом с теплотворной способностью от 750-970 кал (при работе доменной печи на каменноугольном коксе) до 1000-1150 кал (при работе на древесном угле). На 1 кг кокса доменная печь дает в среднем 4 л3 газа. При полном использовании его доменная печь производительностью 1500 т чугуна в сутки экономит от 90 до 100 т угля. Доменный газ широко используется как топливо на металлургических комбинатах, он применяется для отопления воздухоподогревателей (22%), коксовых и мартеновских печей (10%), нагревательных печей в прокатных цехах (20%), для газовых двигателей на воздуходувках (14%) и, наконец, для бытовых целей (5%). При смешении доменного газа с коксовым область применения газовой смеси сильно расширяется.
Тем не менее потери доменного газа довольно велики: в 1954 г. они достигли в СССР 15%, что равнялось потере 1,5 млн. т условного топлива.
Эти потери носят, конечно, временный характер. Роль газов как топлива продолжает все время нарастать. В 1959-1965 гг. за счет преимущественного развития добычи и производства газа и нефти как наиболее экономичных видов топлива структура топливного баланса Советского Союза значительно изменится, возрастет доля газов и нефти, соответственно снизится доля твердых видов топлива.
Новейшая техника позволяет рассматривать газовое топливо как вторичный продукт переработки природных и искусственных газов. Газ приобретает значение экономичного топлива только после извлечения из него всех ценных элементов, предназначенных для использования в качестве сырья для химической промышленности. Использование газов в таком направлении является в Советском Союзе еще новой, не получившей надлежащего развития отраслью производства, но имеющей широкие перспективы в свете постановления майского (1958 г.) Пленума ЦК КПСС о развитии химической промышленности в СССР и контрольных цифр развития народного хозяйства СССР на 1959 -1965 гг.
Наиболее ценными для этой цели в составе природных и искусственных газов являются углеводороды метанового ряда. Из числа способов химической переработки природных газов и входящих в их состав углеводородов значительную роль играет пиролиз, или разложение газа, при высоких температурах с целью получения ацетилена. Последний является исходным сырьем для производства синтетического каучука, ацетальдегида как исходного продукта для органического синтеза и особенно для получения уксусной кислоты, а также красителей, лекарственных и ароматических веществ Совместно с ацетиленом получаются большие количества водорода, или синтез-газа, как смеси углерода и водорода, который используется для синтеза аммиака, гидрогенизации нефтяных остатков, производства синтетического бензина, метанола и других продуктов.
Путем окисления тех же углеводородов можно получать метиловый спирт, имеющий очень большое значение и прежде всего для производства формальдегида как сырья для выработки пластических масс, искусственных дубителей, как средства борьбы с вредителями и болезнями растений.
Путем неполного сжигания углеводородов природного газа получается газовая сажа, применяемая преимущественно в резиновой промышленности. Сажа значительно увеличивает механическую прочность резины, в частности пробег автомобильных шин при применении сажи увеличивается в 8-10 раз. Газовая сажа, кроме того, применяется для приготовления черных лаков и эмалей, полиграфических красок, граммофонных пластинок, электро-угольных изделий, копировальной бумаги, лент для пишущих машинок. Из 1 мя природного газа получается 95 г сажи.
Синтетический аммиак служит исходным сырьем для получения азотных удобрений, азотной кислоты и других продуктов.
Из газов получают этиловый спирт, стирол, фенол, бутиловый спирт, гликоли, глицерин, ацетон и многие другие продукты, в свою очередь являющиеся сырьем для производства синтетического •каучука, пластических масс, синтетических волокон, растворителей, красителей, взрывчатых веществ, моющих средств.
Искусственные газы, хотя и в меньшей степени, чем природные, тоже используются для получения некоторых химических продуктов. В частности, в Подмосковном бассейне на основе подземной газификации угля производят серу, гипосульфит и другие продукты; Ждановский коксохимический завод производит из коксовых газов более 30 видов ценных химических продуктов и в том числе пиридин для фармацевтической промышленности; фтивазид, применяемый при лечении туберкулеза; метаксилол, идущий для производства цветной кинопленки; водород, идущий на синтез аммиака,
Нас окружает масса вещей, созданных путем переработки природных и искусственных газов. Мы привыкли пользоваться, например, очень дешевой и прочной посудой из пластмасс и не подозреваем подчас, что она произведена после того, как сожгли в кислороде газ и получили ацетилен.
В едущем по улице автомобиле-рефрижераторе, развозящем по магазинам скоропортящиеся продукты, и карбюратор мотора, и холодильная установка действуют, потребляя пропан, выделяемый из природного газа. Газ расширяется в рефрижераторе и охлаждает провизию, а потом сгорает в моторе автомобиля. Один и тот же газ является в данном случае источником и тепла и холода.
На основе переработки газов производятся хлорин, анид, лавсан, нитрон и другие синтетические волокна. А из искусственных и синтетических волокон вырабатывается около 90% всех выпускаемых в Советском Союзе шелковых тканей, 12% всех трикотажных изделий, около 25%' всех женских чулок. Корд, нужный для покрышек шин автомобилей и самолетов, вырабатывается преимущественно из тех же волокон, равно как из них производятся рыболовные сети и снасти, канаты для морского и речного флота, электроизоляционные, кислотоупорные, фильтровальные и другие материалы.
Характерно, что все новые продукты, производимые путем переработки газов, экономичнее материалов, получаемых из других видов сырья. Так, 1 т азотных удобрений и азотной кислоты при производстве их из природного газа обходится на 40°/0лешев-ле, чем при производстве их из кокса или угля. Себестоимость 1 т формалина из кокса равна 665 руб. и из газа 300руб. в 2,2 раза дешевле; ацетилена из карбида кальция - 2460 руб., а из природного газа 1260 руб., этилового спирта - из зерна и картофеля - 3150 руб. и из природного газа – 1400 руб.
При этом вырабатываемые из газа синтетические продукты по качеству не уступают, а часто стоят выше произведенных не из газа. Так, если прочность нитки натурального шелка принять за единицу, то шелк медно-аммиачный будет уступать натуральному (0,67), шелк же синтетический прочнее натурального вдвое, а шелк ацетатный высокопрочный - в четыре с лишним раза (4,21).
В то же время прочность алюминиевой проволоки сравнительно с натуральным шелком составляет 0.33, медной - 1,27, железной - 2,00, стальной - 3,68. Другими словами, синтетический шелк по прочности нитки сравнивается с металлическими проволоками.
Применяя газы в качестве химического сырья, страна экономит огромные количества сырья для пищевой промышленности. До применения нефтяных газов в качестве сырья для производства этилового спирта он вырабатывался из зерна и картофеля, а нефтяные газы в большинстве своем терялись в атмосфере.
Несмотря на все достоинства продуктов, вырабатываемых из природных и искусственных газов, эта отрасль производства еще не получила в СССР должного развития. До настоящего времени эти продукты вырабатываются и из газов, и из более дорогого и дефицитного сырья - угля, кокса, метанола, карбида кальция, зерна, картофеля, а газ не используется для этого в полной мере, бесхозяйственно выпускается в атмосферу. Перелом в использовании газов в качестве сырья произошел после того, как июльский (1953 г.) Пленум ЦК КПСС принял решение «увеличить использование природных и нефтяных газов, которые" должны стать основной сырьевой базой для производства синтетического каучука, искусственного волокна, моющих средств и другой продукции». После этого использование газов резко возросло. Майский (1958 г.) Пленум ЦК КПСС еще более заострил внимание на использовании газов как химического сырья для получения синтетических материалов и другой продукции.
Роль газов в народном хозяйстве не только растет, но и меняется характер использования их. Планом развития народного хозяйства СССР на 1959-1965 гг. предусматривается более 80% всех добываемых газов использовать в промышленности в качестве и топлива, и химического сырья, и для технологических целей.
Благодаря таким свойствам природных газов, как высокая температура горения, чистота и однородность химического состава, применение газов позволит существенно улучшить технологию производства доменного, мартеновского, в цементной промышленности, в машиностроении, снизит расход топлива, повысит производительность предприятий.
Вследствие неуклонного роста добычи природных газов, производства искусственных, развития техники газовой промышленности меняется и состав пользователей газов. 

 

Добавить комментарий

:D:lol::-);-)8):-|:-*:oops::sad::cry::o:-?:-x:eek::zzz:P:roll::sigh:
Жирный Цитата


« Пред.   След. »
 
   
         
 
Design by Камни
Rambler's Top100